冷轧罩退产品常见缺陷分析

精选文档冷轧罩退产品常见缺陷分析孙立，关淑巧，梁振威，王琛（河北钢铁集团唐山钢铁公司冷轧薄板厂，河北 唐山 063000）摘要：针对冷轧罩退产品部分常见缺陷类型，分析其产生原因，并讨论避免或减少缺陷产生的措施。关键词：罩退产品、缺陷、热轧、冷轧、罩退、平整Analysis of the common defects of the BA strip Sun Li, Guan ShuQiao, Liang ZhenWei, Wang Chen(Hebei Iiron and Steel Group Co.Ltd, Cold Mill of TangSteel, HeBei TangShan 063000)Abstract: Analysis the cause of common defects of the BA strip, and investigation the technique of eliminating the defects. Keywoed: BA Strip; Defects; Hot Rolling; Cold Rolling; Bell Annealing; Skin Passing1前言：目前罩退产品是冷轧行业的主要创效产品之一，由于其工艺过程复杂、生产周期长、设备复杂等特点，经常出现各种各样的缺陷，影响产品的质量，给企业造成一定的损失。为了进一步提高产品质量，我们对各种缺陷进行了深入的分析，并采取多项技术措施，减少了缺陷产品的产生。2罩退产品缺陷分析冷轧罩退产品主要的生产工艺流程如图1所示，热轧生产的产品供酸轧线生产冷硬卷，冷硬卷经罩式退火后，再经过平整生产出最终的罩退产品。在实践中发现，整个工艺流程中所涉及到的每一道工序的工艺技术、设备状况、管理力度等因素，都对罩退产品的质量有很大的影响。热轧酸轧罩退平整图1 罩退产品主要生产工艺流程目前冷轧罩退产品常见的主要缺陷有异物压入、翘皮、隆起、黑斑、粘结、边皱等，这些缺陷主要是受原料质量(包括热轧料和冷硬卷)、罩退及平整工艺的影响产生的，其中异物压入、翘皮、隆起主要是由热轧板卷生产过程中产生，在冷板后道工序生产中无法消除而造成的缺陷；黑斑、粘结、边皱主要是由酸轧、罩退及平整工艺过程产生的缺陷，对罩退产品表面质量影响也很大。下面就对这几种缺陷进行分析，并对每种缺陷的特征、产生原因及解决方法进行简要的介绍。2.1热轧工艺产生的缺陷 (1)异物压入异物压入，又称“夹杂”，主要是在热轧生产中形成的板面缺陷，如图2所示。在热轧生产过程中，由于设备、工艺等方面的原因，致使带钢除鳞不净，造成氧化铁皮等物质附着在带钢表面，再经轧制、挤压后形成点状、线状、块状等缺陷。另外在炼钢、精炼、连铸过程中，保护渣、耐火材料、脱氧产物等物质卷入铸坯或铸坯表面有缺陷等都会造成罩退产品产生异物压入缺陷。 图2 异物压入缺陷热轧料生产的主要工艺过程是：炼钢精炼连铸热轧。实践证明1，控制好各工序中的钢水及铸坯的成分及工艺，提高热轧板的质量，可以有效减少后期罩退产品异物压入的缺陷量。另外在炼钢精炼的过程中对钢渣改质进行优化处理，控制钢水的氧化性，降低钢水中脱氧产物的含量；在连铸过程中降低保护渣的卷入量以及耐火材料的卷入量，采取稳定的铸坯拉速；热轧过程中保证除鳞设备良好稳定的投入使用。这些措施的实施，对于降低板带夹杂物数量来说，具有显著的效果。(2)翘皮翘皮，也称“结疤”，是在连铸热轧工序中产生的板面缺陷，该缺陷为带钢运行方向有带状片层翘起或剥落，长度不一，翘皮下层为非金属夹杂或氧化物等，呈黑色或灰色，如图3所示。带钢表面有呈“舌状”或“鱼鳞片状”的翘起金属薄片，其外形近似一个闭合的曲线，其面积大小、厚度不等，外形轮廓极不规则，有闭合与不闭合的。翘皮有的与带钢的本体相联结并折合到带钢表面上不易脱落；有的与带钢本体没有联结，但粘合到带钢表面上易于脱落。通常由热轧造成有的翘皮不易翘起，周围留有痕迹，下面有氧化铁皮；由炼钢造成的翘皮容易翘起和张开，下面有夹杂物。 图3 翘皮缺陷在连铸热轧工序中，当含有较多“气孔”和夹杂缺陷的连铸坯，经过粗轧道次的变形后，中间坯角部低温区在一定的立辊侧压作用下产生了超出板坯材料热塑性限度的变形，形成角部裂纹，这种裂纹在随后的变形过程中，在轧制中不能焊合，形成沿轧制方向的断续迭层的“翘皮”，并随中间坯侧边“翻边”过程的进行向板坯上下表面翻转，最终分布在距热轧板边缘2030mm的区域。另外，材料表面有残余的结疤在热轧后压合到带钢面上，或者铸坯表面凸凹不平，清理深宽比不够，板坯表面严重刮伤后再次轧制，也会形成带钢面上的结疤。在连铸工序中，根据铸坯的热状态严格控制加热制度，优化铸坯加热过程，控制加热过程中的组织变化、加热时间及加热温度范围，以保证铸坯的加热质量。在热轧工序中，对炉辊辊环改造、调整板坯输送速度，并采用合理的除鳞装置，加强炉、辊更换和维护力度，可以达到消除带钢“翘皮”缺陷的目的。 (3)隆起隆起，又名“凸包”“起筋”等，主要是热板原料板型较差，以及热轧精轧工作辊的局部磨损造成的带钢局部高点引起的板面缺陷，隆起部分有时在带钢边部，有时出现在钢卷中部，用手触摸有轻微凸起手感，开卷后形成局部浪形，影响用户使用，图4为隆起缺陷示意图。图4 隆起缺陷示意图研究表明2，隆起缺陷是由于在隆起位置，带钢存在局部增厚造成的。一般情况下，造成带钢局部增厚的原因是热轧工作辊的不均匀磨损，所以在热轧精轧工序采取增加工作辊窜动功能以均匀工作辊磨损、优化编排轧制计划以减小工作辊局部磨损、或者采用带钢边部润滑、工作辊在线磨辊等技术手段减小工作辊局部磨损等技术措施来消除隆起缺陷。边部隆起产生的另一个原因是，板坯在热轧立辊中轧制时，变形难以深入到板坯的中间部分，边部则出现隆起。因为立辊变形时边部延伸大，中间延伸小，甚至无延伸，中间部分会对边部产生压应力。在减宽过程中，金属流动非常不均匀，减宽量仅一部分转化为工件的延伸，而其余部分引起轧材厚度的增加，这种厚度的增加在板带边部较大，通常形成明显的鼓形。因此板坯在热轧时必须采用合理的轧制工艺，才能防止缺陷的产生。2.2冷轧工艺产生的缺陷(1)黑斑冷硬卷经过罩退后带钢表面有时会出现明显的斑迹，带钢上下表面均有，并且分布在不同的位置上，经过平整后部分斑迹无法消除，带钢表面发乌，如图5所示。 图5 斑迹缺陷若酸轧机组末架次空气吹扫效果欠佳，会导致带钢表面残留过多乳化液，经过罩式退火，随温度的升高，部分未随热吹扫气体排出的轧制油产生热解反应，形成黑斑。另外，带钢在酸洗时氯离子控制不当，导致冷硬卷表面氯离子残留过多，产生黄斑，经退火后板带表面也会产生黑斑。研究表明，酸轧生产中采取合理的措施，可以有效的减少带钢表面乳化液和氯离子的残留，进而避免罩退产品“黑斑”缺陷的产生。采取的措施主要有：提高轧机末机架出口吹扫装置的吹扫能力，减少轧后板带表面乳化液残留量；改进轧辊防缠板，使之具有接收和导流乳化液功能，防止乳化液喷溅到带钢表面；缩短从轧制到退火的生产周期，使形成Fe(OH)3的时间缩短，减少带钢黄斑量；在酸洗阶段，及时更换挤干辊，补充冷凝水，有效控制漂洗段电导率，彻底干燥板带，减少轧制前板带表面氯离子残留。(2)粘结粘结是冷轧带钢经过罩式炉退火产生的一种表面质量缺陷，如图6所示。在一定的温度和应力作用下，在一定时间内紧卷退火发生层间局部焊合的现象。在平整生产时，由于带钢突然扯开，带钢局部应力超过屈服极限，从而导致形成垂直于带钢长度方向的弧形粘结纹缺陷。 图6 粘结缺陷研究表明3，带钢表面清洁度过高或过低都不利于粘结的控制，所以在生产中必须对带钢的表面清洁度进行严格的控制；酸轧生产时要采用合理的工作辊粗糙度，因为带钢表面粗糙度越大对避免粘结越有利，但是随着表面粗糙度的增加，带钢表面的清洁度会被破坏，从而对粘结的控制及带钢其它表面指标产生负面影响。同时，酸轧采用合理的卷曲张力，也可以减轻罩退时的粘结，因为罩式炉退火的冷轧钢卷均采用紧卷卷取，所以适当降低酸轧卷曲张力，可以减少退火高温状态下钢卷层与层之间边部原子相互渗透而造成的粘结，但是卷曲张力值不能过低，否则会引塌卷、卷形不良等缺陷，影响生产。另外，在酸轧和热轧工序中任何板形的不良，都会在罩式炉退火过程中显现出粘结缺陷，因此必须保证罩退前各道工序中带钢板形的良好。在罩退平整工序中，采取合理的工艺技术和方法，也可以减轻粘结缺陷的产生。为减少粘结，可以在500以上的高温段采用速度较慢的风冷，降至300以下采用速度较快的喷淋冷却；在罩退生产过程中，装在同一退火炉中的钢卷，顶部的很少有粘结，而装在底部的粘结就相对严重，所以应将易出现粘结的深冲系列和极薄带钢装在退火炉的顶部。另外，可以在满足罩退产品性能的要求情况下，适当降低保温温度，对粘结的控制也很有利。对于平整工艺来说，粘结虽然在罩式炉退火过程中就已经产生，但在平整生产时才得以表现出来，所以在平整生产过程中采用合适的开卷角度，降低开卷时的法向应力，采用较大的开卷速度、较大的平整延伸率，以及进行二次平整等方法，都可以挽救或减轻部分较轻的粘结。(3)边皱平整机组生产厚度大于0.5mm的带钢经常会产生边皱缺陷。边皱的形状一般为弯月状，与长度方向垂直，长度约为050mm，肉眼明显可见，有明显手感，如图7所示。 图7 边皱缺陷边皱缺陷一方面是带钢边部急剧减薄造成的，另一方面是钢卷温度过高造成的。热轧原料的边部减薄率越大，冷轧后带钢的边部减薄率也越大。平整生产前，若钢卷温度45，金属分子的状态比较活跃，带钢受到拉力时很容易从弹性变形区跳跃到塑性变形区，在带钢表面产生滑移线，带钢表面也会产生折皱，所以要严格控制平整原料温度，温度45后才能上线生产。另外，在轧制过程中适当加大轧辊的粗糙度，可以减少边皱的产生。对于出现边部急剧减薄的钢卷，在退火工序中，应尽可能放到退火炉的顶部，这样也可以减轻罩退产品的边皱缺陷。3结语经过不断的实践和理论分析，多种罩退产品缺陷已经得到很好的控制，但必须继续加强对